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颅内神经标志物可预测慢性疼痛状态，德国MB试剂助力生物学研究

点击次数：7290 发布时间：2023/5/24 18:36:50

进行生物学研究的实验室，对环境的洁净度有较高的要求。定期使用污染清除试剂对环境中可能存在的细菌、真菌、支原体进行清除和预防，有利于提高实验的稳定性。

慢性疼痛综合征是一个严重的公共健康问题，也是世界范围内造成残疾的主要原因。神经性疼痛综合征，如中风后和幻肢痛，尤其难以治疗，并造成巨大痛苦。对慢性疼痛的机制理解以及有效诊断和治疗方法的发展的障碍是缺乏疼痛严重程度或潜在神经生理学的客观测量。

慢性疼痛通常是通过个人的主观报告来测量的，这是一种由于量化、可靠性和个体间可比性困难而受到限制的疑问性方法。慢性疼痛的生物标志物将极大地促进疼痛病理生理学的诊断和分类，协助疾病预后或预测治疗反应，并促进治疗发展。

先前大多数识别疼痛生物标志物的尝试都集中在健康参与者和实验性热痛上，而忽略了个体慢性疼痛经历的自然、自发波动。即使是自发性慢性疼痛严重程度的研究也受到短时间尺度(分钟)表征的限制，因为依赖于脑电图和血氧水平依赖的功能性磁共振成像等离体技术，这些技术不适合频繁、长期的测量。此外，对与慢性背痛相关的血氧水平依赖的功能性磁共振成像反应的解释是复杂的，因为包括了具有不同疼痛来源的参与者(例如，炎症、肌筋膜和神经性)。目前尚不清楚从健康人类参与者或混合疼痛综合征中吸取的经验教训是否在临床相关时间段内转化为慢性神经性疼痛患者。来自人类和动物的越来越多的证据表明，慢性疼痛处理以一种不同于急性、热痛的方式参与内侧额叶皮层。

额叶脑区包含整合疼痛的体感、情感和认知维度的重要信号。ACC区域广泛参与与急性和慢性疼痛相关的情感/情绪处理，并被认为是治疗慢性疼痛的治疗刺激靶点。眼窝前额皮质(OFC)在疼痛方面的研究很少，但它与ACC和许多其他功能性疼痛网络区域(如杏仁核、脑岛和腹侧纹状体)的相互联系使其能够很好地影响疼痛感知。

功能成像显示，在需要整合身体信号来指导行为(例如内感受)、反向学习和与金钱奖励相关的疼痛预期的任务中，OFC活动在响应多模态感觉刺激时增加。OFC的直接记录已经证实了跟踪奖励选择的内部考虑的关键信号，OFC刺激可以改善抑郁症患者的情绪状态。其他研究已经确定腹内侧前额叶皮层，一个与OFC定义重叠的区域，是一个重要的区域，与急性疼痛感知的个体差异和对多模态刺激的负面情感反应相关。在阿片类药物摄入和安慰剂镇痛反应中，ACC背侧和OFC的特异性协同激活均可见，这意味着这些区域参与了从感觉知觉和期望到认知灵活性和情绪调节的无数功能。

虽然ACC/OFC和皮层下结构之间的远距离连接可能支持慢性疼痛的可塑性，但单独来自任何一个大脑区域的信号可能足以追踪疼痛状态。以前关于异质性疼痛源引起的慢性背痛的研究是否可以推广到真正的神经性疼痛状态，或者是否反映在体内的直接脑活动中，这仍然是一个悬而未决的问题。

因此，研究人员将两个相对较少研究的非体感脑区域作为更大的深部脑刺激(DBS)临床试验的一部分。研究人员假设来自ACC或OFC的神经活动可能提供慢性疼痛严重程度的主观体验的综合生物标志物。根据研究可知，长期直接大脑测量慢性疼痛相关的神经活动从未做过。

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通过研究人类在短(亚秒)和长(月)时间尺度上的高分辨率脑生物标志物，研究人员旨在开发一种高疼痛状态的敏感测试，并研究自发性慢性疼痛的神经生理学基础。这些见解可能为疼痛生物学带来新的清晰度，并有助于为个性化治疗提供信息，例如针对慢性疼痛的定制闭环DBS治疗。

相关研究结果发表在《Nature Neuroscience》上，文章标题为：“First-in-human prediction of chronic pain state using intracranial neural biomarkers”。

研究人员使用新型双向脑植入物(美敦力Activa PC + S)收集了4名长期难治性慢性神经性疼痛患者的疼痛报告和颅内记录，时间超过3-6个月。研究人员用机器学习分析了局部场电位(LFPs)，以开发慢性疼痛严重程度的个性化神经特征，并表征每个大脑区域的相对特征重要性。通过比较自发性慢性疼痛和急性诱发性热痛的大脑特征，确定了各自不同的神经基质。慢性疼痛的脑生物标志物反映了神经力量特征的持续变化，这些变化倾向于更多地依赖于OFC，这只适用于一个参与者的急性疼痛状况。

急性疼痛解码倾向于反映更大的贡献，ACC更频繁，短暂的权力变化。生物标记解码对当前疼痛状态的变化优于近期疼痛状态的变化，并且随着时间的推移基本稳定。这些数据表明，自发的慢性疼痛状态可以预测直接的大脑活动在生态时间尺度的动态设置。

该研究表明，脑信号可以用来预测一个人的疼痛程度。研究结果是对慢性疼痛的首次人体内直接检测，是揭开我们对疼痛的感知背后的大脑活动模式的步，或有助于开发针对慢性疼痛（例如卒中后疼痛或幻肢痛）患者的有效且非成瘾性治疗方法。

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原创作者：北京缔一生物科技有限公司